JP2016500458A - Touch screen system and method based on touch position and force - Google Patents
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Abstract
タッチ位置及びタッチ力に基づくタッチスクリーンシステム及び方法が開示される。タッチスクリーンシステムは、タッチ位置及びタッチ力のいずれの情報も得ることができるように、静電容量方式タッチセンシングシステムとインターフェースされた光学方式力センシングシステムを備える。タッチスクリーンシステムを用いるディスプレイも開示される。A touch screen system and method based on touch location and touch force is disclosed. The touch screen system includes an optical force sensing system interfaced with a capacitive touch sensing system so that both touch position and touch force information can be obtained. A display using a touch screen system is also disclosed.
Description
本出願は、2012年12月17日に出願された米国仮特許出願第61/738047号の米国特許法第119条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書の内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。 This application claims the benefit of priority under 35 USC 119 of US Provisional Patent Application No. 61/738047, filed Dec. 17, 2012. The present specification depends on the content of the specification of the provisional patent application, and the content of the specification of the provisional patent application is incorporated herein by reference in its entirety.
本開示は、タッチスクリーンに関し、特に、タッチ位置及びダッチ力に基づくタッチスクリーンシステム及び方法に関する。本明細書に挙げられる刊行物、論文、特許明細書、特許出願公開明細書等は、米国仮特許出願第61/564003号及び第61/564024号の明細書を含めて、全てそれぞれの全体が本明細書に参照として含められる。
The present disclosure relates to touch screens, and more particularly, to touch screen systems and methods based on touch position and Dutch force. All publications, papers, patent specifications, patent application publication specifications, etc. mentioned in this specification, including the specifications of US
非機械的タッチ機能を有するディスプレイ及びその他のデバイス(例えば、キーボード)に対する市場は急速に成長している。この結果、タッチセンシング技術がディスプレイ及びその他のデバイスにタッチ機能をもたせるために開発されている。タッチセンシング機能は、スマートフォン、電子書籍リーダー、ラップトップコンピュータ及びタブレットコンピュータのような、モバイルデバイス用途に広く用いられるようになっている。 The market for displays and other devices (eg, keyboards) with non-mechanical touch functionality is growing rapidly. As a result, touch sensing technology has been developed to provide touch functionality to displays and other devices. The touch sensing function has been widely used for mobile device applications such as smartphones, electronic book readers, laptop computers, and tablet computers.
タッチセンシング面は、ユーザが携帯型電子デバイスと対話する、好ましい方法になっている。この目的のため、シングルタッチ、マルチタッチ及びスワイプのような、様々なタイプのタッチに応答する、タッチスクリーンの形態のタッチシステムが開発された。これらのシステムには支持フレームに対して固定されたままのタッチスクリーン面と光学的に接触すること基づく光散乱及び/または光減衰に依存するシステムがある。そのようなタッチスクリーンシステムの一例が特許文献1に説明されている。 The touch-sensing surface has become a preferred way for a user to interact with a portable electronic device. To this end, touch systems in the form of touch screens have been developed that respond to various types of touch, such as single touch, multi-touch and swipe. Some of these systems rely on light scattering and / or light attenuation based on optical contact with the touch screen surface that remains fixed relative to the support frame. An example of such a touch screen system is described in US Pat.
スマートフォンのような民生用タッチベースデバイスは現在、デバイスのディスプレイ上またはその近くの物体(例えば、指、スタイラス)の存在として、ユーザからのインタラクションを検出する。これはユーザ入力と見なされ、
(1)インタラクションがおこったか否かを判定する、
(2)インタラクションのX−Y位置を計算する、及び
(3)インタラクションの長さを決定する、
ことによって数量化することができる。
Consumer touch-based devices such as smartphones currently detect user interaction as the presence of an object (eg, a finger, stylus) on or near the device display. This is considered user input,
(1) Determine whether an interaction has occurred,
(2) calculate the XY position of the interaction; and (3) determine the length of the interaction.
Can be quantified.
タッチスクリーンデバイスには、ユーザ入力中に位置データ及びタイミングデータしか集めることができないという点で限界がある。効率的動作を可能にし、ユーザにとって煩雑でない、別の直感的入力が必要とされている。タッチイベント及び入力ジェスチャを用いることで、ユーザが長々としたメニューの仕分けを要求されることがなくなり、これは時間も節約し、電池寿命も延ばす。タッチ、スワイプ及びフリックの形態のユーザ入力を、次いでソフトウエアにイベントオブジェクトを生成するために用いられる、ジェスチャとみなすアプリケーションプログラミングインターフェース(API)が開発されている。しかし、APIに含めることができるユーザ入力が多ければ多いほど、タッチスクリーンデバイスの性能は一層堅牢になる。 Touch screen devices are limited in that they can only collect position and timing data during user input. There is a need for another intuitive input that allows efficient operation and is not cumbersome for the user. By using touch events and input gestures, the user is no longer required to categorize menus, which saves time and extends battery life. Application programming interfaces (APIs) have been developed that consider user input in the form of touch, swipe and flick as gestures that are then used to generate event objects in the software. However, the more user input that can be included in the API, the more robust the performance of the touch screen device.
本開示はタッチイベント中のユーザからの位置入力及び力入力のいずれをも用いるタッチスクリーンデバイスに向けられる。力測定値はユーザインタラクション中のカバーガラスの撓みによって数量化される。したがって、ソフトウエアにイベントオブジェクトを生成するため、さらに力の入力パラメータをAPIで利用することができる。本開示の目的は、人間が制御するインターフェースにおいてソフトウエアベースイベントを生成するための、タッチイベントからの力情報の、同じタッチイベントに対する投影型静電容量方式タッチ(PCT)データと合わせた利用である。 The present disclosure is directed to a touch screen device that uses both position input and force input from a user during a touch event. Force measurements are quantified by cover glass deflection during user interaction. Therefore, in order to generate an event object in the software, further force input parameters can be used in the API. The purpose of this disclosure is the use of force information from touch events in conjunction with projected capacitive touch (PCT) data for the same touch event to generate software based events in a human controlled interface. is there.
力タッチセンシングは、米国仮特許出願第61/640605号、同第61/651136号及び同第61/744831号の各明細書に説明されているシステム及び方法のような、光学方式モニタリングシステム及び方法を用いて達成することができる。 Force touch sensing is an optical monitoring system and method, such as the systems and methods described in US Provisional Patent Application Nos. 61/640605, 61/651136, and 61/74431. Can be achieved.
アナログ抵抗方式、投影型静電容量方式、表面静電容量方式、表面音響波(SAW)方式、赤外線方式、カメラ利用光学方式及びその他のいくつかの方式のような、多くのタイプのタッチ感応デバイスが存在する。本開示は、マルチタッチの検出を可能にし、非常に高感度で耐久性があるという利点を有する、投影型静電容量方式タッチ(PCT)デバイスのような静電容量利用デバイスとともに説明される。本明細書に開示されるタッチスクリーンシステムにおける位置センシングと力センシングの組合せは、ユーザによる一意的な力関連入力(ジェスチャ)の供給を可能にする。したがって、つまむ仕草のようなジェスチャは異なる大きさの力でタッチスクリーンを押しているジェスチャに置き換えることができる。 Many types of touch-sensitive devices, such as analog resistance, projected capacitive, surface capacitive, surface acoustic wave (SAW), infrared, camera-based optics, and several other methods Exists. The present disclosure will be described with capacitive-capable devices, such as projected capacitive touch (PCT) devices, that have the advantage of allowing multi-touch detection and being very sensitive and durable. The combination of position sensing and force sensing in the touch screen system disclosed herein allows the user to provide unique force related inputs (gestures). Thus, gestures such as pinching gestures can be replaced with gestures that push the touch screen with different magnitudes of force.
力センシングと位置センシングの組合せを利用するタッチスクリーンデバイスには数多くの利点がある。力モニタリングを用いることの主要な利点はユーザの経験を養う直感的インタラクションである。これは、ユーザが単一の位置を押し、オブジェクトプロパティを調節する(例えば、グラフィック画像を変更する、オーディオ出力の音量を変える、等)ことを可能にする。単指イベントにおける従来の企図では、スワイプまたはタッチスクリーンとの長時間接触のような、長押しジェスチャが用いられる。力データを用いることで、長押しジェスチャを不要にする高速応答時間が可能になる。長押しジェスチャは応答速度に対するあらかじめ定められた方程式を用いて動作させることができる(すなわち、長押しジェスチャは設定速度または急速に高まる速度でページをスクロールすることができる)が、力ベースセンシングでは、実時間インタラクションにおいて応答時間をユーザが能動的に変更することが可能になる。したがって、ユーザは、例えば単に印加タッチ力を変えることによって、スクロールを変えることができる。これは、一層インタラクティブであり、動作上一層効率的である、経験をユーザに提供する。 Touch screen devices that utilize a combination of force sensing and position sensing have a number of advantages. The main advantage of using force monitoring is the intuitive interaction that nurtures the user experience. This allows the user to press a single position and adjust the object properties (eg, change the graphic image, change the volume of the audio output, etc.). Conventional attempts at single finger events use long press gestures, such as swiping or prolonged contact with a touch screen. By using force data, a fast response time that eliminates the need for long press gestures is possible. Long press gestures can be operated using a pre-determined equation for response speed (ie, long press gestures can scroll the page at a set speed or rapidly increasing speed), but with force-based sensing, The user can actively change the response time in real-time interaction. Thus, the user can change the scroll, for example, simply by changing the applied touch force. This provides the user with an experience that is more interactive and more efficient in operation.
さらに、位置センシングと組み合わされた力センシングの使用により、以下で説明されるような、広範な新しいタッチスクリーン機能(API)が可能になる。 In addition, the use of force sensing combined with position sensing allows for a wide range of new touch screen functions (APIs), as described below.
本開示のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面を含む、本明細書に説明されるように本開示を実施することによって認められるであろう。 Additional features and advantages of the disclosure will be set forth in the detailed description which follows, and in part will be readily apparent to those skilled in the art from the description, or the following detailed description, the claims and the accompanying drawings will be described. Including, will be appreciated by practice of the present disclosure as described herein.
特許請求の範囲は、また概要も、以下に述べられる詳細な説明に組み入れられて、詳細な説明の一部をなす。 The claims and summary are incorporated into the detailed description set forth below, and form a part of the detailed description.
直交座標が参照のためにいくつかの図面に示されているが、方向または方位に関する限定としての目的はない。 Although Cartesian coordinates are shown in some drawings for reference, there is no limiting purpose for direction or orientation.
本開示は、以下の詳細な説明、図面、実施例及び特許請求の範囲、並びにそれぞれの以前及び以降の説明を参照することで、一層容易に理解され得る。しかし、現在の組成、物品、デバイス及び方法の開示及び説明の前に、本開示が、別途に指定されない限り、本開示が特定の組成、物品、デバイス及び方法に限定されず、したがって、もちろん、変わり得ることは当然である。本明細書に用いられる用語が、特定の態様を説明する目的のためでしかなく、限定は目的とされていないことも当然である。 The present disclosure can be understood more readily by reference to the following detailed description, drawings, examples, and claims, and their respective previous and following description. However, prior to the disclosure and description of current compositions, articles, devices and methods, the present disclosure is not limited to particular compositions, articles, devices and methods, unless otherwise specified, and of course Of course it can change. It is understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting.
本開示の以下の説明は現在知られている実施形態において本開示の実行可能な教示として与えられる。この目的のため、当業者であれば、本明細書に説明される本開示の様々な態様に多くの変更がなされ得るであろうが、それでも本開示の有益な結果が得られることを認め、了承するであろう。本開示の所望の有益な結果のいくつかが本開示の特徴のいくつかを選択することにより、他の特徴を利用せずに、得られることも明らかであろう。したがって、当業者であれば、本開示に多くの改変及び改作が可能であり、いくつかの状況では望ましくさえあり得るし、本開示の一部であることを認めるであろう。すなわち、以下の説明は、本開示の限定ではなく、本開示の原理の例示として与えられる。 The following description of the present disclosure is provided as a viable teaching of the present disclosure in currently known embodiments. For this purpose, those skilled in the art will recognize that many changes may be made to the various aspects of the disclosure described herein, but still the beneficial results of the disclosure can be obtained, I will accept it. It will also be apparent that some of the desired beneficial results of the present disclosure can be obtained by selecting some of the features of the present disclosure without utilizing other features. Accordingly, those skilled in the art will recognize that many modifications and adaptations to the present disclosure are possible and may even be desirable in some circumstances and are part of the present disclosure. That is, the following description is provided as an illustration of the principles of the present disclosure, not a limitation of the present disclosure.
開示される方法及び組成物のために用いることができ、それらとともに用いることができ、それらの準備/作製に用いることができ、あるいはそれらの実施形態である、材料、化合物、組成物及びコンポーネントが開示される。上記及びその他の材料が本明細書に開示され、そのような材料の組合せ、サブセット、相互作用、群、等が開示される場合、それらの化合物の様々な個別的及び総括的な組合せ及び置換のそれぞれへの特定の言及は明示的に開示されていないかもしれない場合であっても、それぞれが具体的に本明細書で考えられ、説明されていると、了解される。 Materials, compounds, compositions and components that can be used for, can be used with, prepared for, or can be used for the disclosed methods and compositions Disclosed. Where these and other materials are disclosed herein and combinations, subsets, interactions, groups, etc. of such materials are disclosed, various individual and generic combinations and substitutions of such compounds are disclosed. It is to be understood that each specific reference to each is specifically contemplated and described herein, even if it may not be explicitly disclosed.
すなわち、置換要素A,B及びCからなる群が、また置換要素D,E及びFからなる群も、開示され、組合せ実施形態の一例A−Dが開示されていれば、それぞれは個別的及び総括的に考えられている。すなわち、この例においては、組合せA−E,A−F,B−D,B−E,B−F,C−D,C−E及びC−Fのそれぞれも具体的に考えられていて、A,B及び/またはCと、D,E及び/またはFと、組合せ例A−Dの開示により、開示されていると見なされるべきである。同様に、これらのいかなるサブセットまたは組合せも具体的に考えられ、開示されている。すなわち、例えば、A−E,B−F及びC−Eからなる部分群が、A,B及び/またはCと、D,E及び/またはFと、組合せ例A−Dの開示によって、具体的に考えられていて、開示されていると見なされるべきである。この概念は、開示される組成物の作製及び使用の方法における組成物のいかなる成分及び工程も含むがこれらには限定されない、本開示の全ての態様に適用される。すなわち、実施することができる様々な付加工程があれば、そのような付加工程のそれぞれが開示される方法の実施形態のいずれか特定の実施形態または実施形態の組合せとともに実施することができ、そのような組合せのそれぞれが具体的に考えられていて、開示されていると見なされるべきであると、了承される。 That is, a group of replacement elements A, B, and C, and a group of replacement elements D, E, and F are also disclosed, and if examples of combination embodiments AD are disclosed, each is individually and It is generally considered. That is, in this example, each of the combinations AE, AF, BD, BE, BF, CD, CE, and CF is specifically considered. The disclosure of A, B and / or C, D, E and / or F and combination examples AD should be considered as disclosed. Similarly, any subset or combination of these is specifically contemplated and disclosed. That is, for example, the subgroup consisting of AE, BF, and CE is concretely disclosed by disclosure of A, B, and / or C, D, E, and / or F, and combination examples AD. Should be considered as being disclosed. This concept applies to all aspects of this disclosure including, but not limited to, any components and steps of the composition in the methods of making and using the disclosed composition. That is, if there are various additional steps that can be performed, each such additional step can be performed with any particular embodiment or combination of embodiments of the disclosed method, It is appreciated that each such combination is specifically contemplated and should be considered disclosed.
図1Aは本開示にしたがうタッチスクリーンシステム10の略図である。タッチスクリーンシステム10は様々な民生用エレクトロニクス製品に、例えば、携帯電話、キーボード、タッチスクリーン及び無線通信ができるデバイスのようなその他の電子デバイス、音楽プレイヤー、ノートブックコンピュータ、モバイルデバイス、ゲームコントローラ、コンピュータ「マウス」、電子書籍リーダー、等のためのディスプレイとともに、用いることができる。
FIG. 1A is a schematic illustration of a
タッチスクリーンシステム10は、PCTタッチスクリーンのような、従来の静電容量方式タッチスクリーンシステム12を備える。静電容量方式タッチスクリーンシステム12の例は、例えば、米国特許第4686443号、同第5231381号、5650597号、同第6825833号及び同第7333092号の各明細書に開示されている。タッチスクリーンシステム10は静電容量方式タッチスクリーンシステム12と動作可能な態様でインターフェースされているか、そうではなくとも動作可能な態様で組み合わされている、光学方式力センシングシステム14も備える。静電容量方式タッチスクリーンシステム12及び光学方式力センシングシステム14はいずれも、以下で説明されるように、タッチスクリーンシステム10の動作を制御するように構成された、マイクロコントローラ16に電気的に接続される。
一例において、マイクロコントローラ16は静電容量方式タッチスクリーンシステム12とともに与えられ(すなわち、タッチスクリーンシステムの一部を構成し)、力検知システム14に(例えば12Cバスを介して)直接に接続し、光学方式力センシングシステム14から力信号SFを受け取って処理するように再構成される(例えば、再プログラムされる)。マイクロコントローラ16は複数のセンサの取り付けを可能にするため、マルチプレクサ(図示せず)に接続することもできる。
In one example, the
図1Aは、例として示される指のような、タッチ具20によってタッチ位置TLにおいて力センシングシステム14におこるタッチイベントTEを示す。スタイラス、筆記具の先端、等のような、他のタイプのタッチ具20を用いることができる。応答して、光学方式力センシングシステム14は、タッチイベントTEにともなうタッチ力FTを表す、力センシング信号(力信号)SFを発生する。同様に、静電容量方式タッチスクリーン12は、タッチイベントTEにともなうタッチ位置を表す、位置センシング信号(位置信号)SLを発生する。力信号SF及び位置信号SLはマイクロコントローラ16に送られる。マイクロコントローラ16はこれらの信号を処理して、(例えば、APIにより)タッチ位置TL及びタッチイベント力FTのいずれにも基づくイベントオブジェクトをコントローラソフトウエアに生成するように構成される。一例において、マイクロコントローラは力信号SF及び位置信号SLの少なくとも一方に応答して(以下で紹介されて論じられる)ディスプレイ画像200の少なくとも1つの特徴を調節する。
FIG. 1A shows a touch event TE that occurs at the
一例において、光学方式力センシングシステム14は、従来の静電容量方式タッチスクリーンシステム12に位置センシング機能及び力センシング機能のいずれももたせるために後付け導入され得るように構成される。一例において、光学方式力センシングシステム14は静電容量方式タッチスクリーンシステム12に追加されるアダプタとして構成される。一例において、光学方式力センシングシステム14は、必要に応じて、マイクロコントローラ16とインターフェースされ、力信号SFがマイクロコントローラ16に与えられる前に力信号を状態調節する、(図1Aに破線の箱で示される)光学方式力センシングシステム自体のマイクロコントローラ15を有する。
In one example, the optical
図1Bは図1Aと同様であり、図1Aのタッチスクリーンシステム10を利用する、一例のディスプレイシステム11の略図である。ディスプレイシステム11は、タッチスクリーン10を通して見る人100が見ることができる、ディスプレイ画像200を生成するように構成されたディスプレイアセンブリ13を有する。
FIG. 1B is similar to FIG. 1A and is a schematic diagram of an
図2Aは、タッチスクリーンシステム10を利用する、一例のディスプレイシステム11の分解側面図であり、図2Bは図2Aのディスプレイシステム例の組立側面図である。ディスプレイシステム11は、上端33をもつ側壁32及び底壁34を有する、フレーム30を有する。側壁32及び底壁34は開放内室36を定める。ディスプレイシステム11はタッチスクリーンシステム10の前述したマイクロコントローラ16も有し、一例において、マイクロコントローラは他のディスプレイシステムコンポーネント、例えば少なくとも1つの電池18、とともに底壁34に隣接してフレーム内室36内にある。
2A is an exploded side view of an
ディスプレイシステム11はフレーム内室36内でマイクロコントローラ16及び電池18の上にあるフレックス回路50も有する。フレックス回路50は上面52及び縁端53を有する。フレックス回路50の縁端53近くの上面52上に複数の近接センサヘッド54Hが動作可能な態様で搭載される。図3Aを参照すれば、それぞれの近接センサヘッド54Hは光源(例えば、LED)54L及び光検出器(例えば、フォトダイオード)54Dを有する。フレックス回路50は異なる近接センサヘッド54Hをマイクロコントローラ16に接続する電気配線(結線)56を有する。一例において、配線56はバス(例えば12Cバス)を構成する。電気配線56は近接センサ54によって発生される力信号SFを伝える。
The
図2A及び2Bを再び参照すれば、ディスプレイシステム11はフレックス回路50の上面52上に配されたディスプレイ60をさらに有する。ディスプレイ60は、上面62及び下面64及び外端65を有する。1つ以上の間隔保持素子(スペーサ)66が外端65に隣接して上面62上に設けられる。ディスプレイ60は、ディスプレイ画像200の生成のような、ディスプレイの動作を制御するように構成されたディスプレイコントローラ61を有する。ディスプレイコントローラ61はタッチスクリーンマイクロコントローラ16に隣接して示され、タッチスクリーンマイクロコントローラ16に動作可能な態様で接続されている。一例において、個々のマイクロコントローラ16及び61ではなく、単一のマイクロコントローラだけが用いられる。
Referring back to FIGS. 2A and 2B, the
ディスプレイシステム11は、ディスプレイの上面62に隣接し、空隙67を定めるためにスペーサ66によってディスプレイ上面62から隔てられた、静電容量方式タッチスクリーン70も有する。静電容量方式タッチスクリーン70は上面72及び下面74を有する。静電容量方式タッチスクリーン70は、一例においてバス(例えば12Cバス)を構成する、電気配線(結線)76によってマイクロコントローラ16に電気的に接続される。電気配線76は静電容量方式タッチスクリーンによって発生される位置信号SLを伝える。
The
ディスプレイシステム11は上面82及び下面84及び外端85を有する透明カバーシート80も有する。透明カバーシート80は、フレーム30の上端33と接触している外端85またはその近くにおいて透明カバーシートの下面84で、フレームによって支持される。1つ以上の光偏向素子86が、対応する1つ以上の近接センサヘッド54Hと光学的に位置合わせされるように、外端85に隣接して外端85の内側で、カバーガラス80の下面84上に支持される。一例において、光偏向素子86は平面ミラーである。光偏向素子86は、以下でさらに詳細に説明されるように、近接センサ54の光源54Lと光検出器54Dの間のさらに良好な方向性光伝達を提供するために用いられる、傾けられた形状(例えばくさび形)とすることができる。一例において、光偏向素子は湾曲形状とされる。別の例において、光偏向素子は回折格子または散乱性表面を有する。それぞれの近接センサヘッド54H及び対応する光偏向素子86は、タッチイベントTEによって透明カバーシート80に印加されるタッチ力FTの大きさを確認するために透明カバーシートの変位を検出する近接センサ54を定める。
The
一例の実施形態において、透明カバーシート80は静電容量方式タッチスクリーン70に隣接し、密接して配置される。すなわち、透明カバーシート80の下面84は静電容量方式タッチスクリーン70の上面72と接触している。この接触は薄い透明接着剤層によって容易になり得る。透明カバーシート80と静電容量方式タッチスクリーン70を接触させて配置することで、以下で論じられるように、タッチ力FTがかけられたときに、透明カバーシート80と静電容量方式タッチスクリーン70が一緒に撓むことが可能になる。
In one example embodiment, the
ここで、図1の光学方式力センシングシステム14が透明カバーシート80,光偏向素子86,複数の近接センサ54,フレックス回路50及びフレックス回路50内の電気配線56によって構成されることに注意されたい。静電容量方式タッチスクリーンシステム12は静電容量方式タッチスクリーン70及び電気配線76によって構成される。ディスプレイシステム13は、特にディスプレイ60及びディスプレイコントローラ61を含む、残りのコンポーネントで構成される。
Here, it should be noted that the optical
図2Bの参照を続ければ、ディスプレイ60は光68を放射し、光68は、空隙67,(光68に対して透明である)静電容量方式タッチスクリーン70及び透明カバーシート80を通って進む。光68は、例えば、グラフィック画像、図画、アイコン、シンボルまたは表示され得るいずれかとすることができる、ディスプレイ画像200として見る人100が視認できる。一例の実施形態において、ディスプレイシステム11は力信号SF及び位置信号SLに基づいて表示画像200の少なくとも1つの特徴(または特性、または属性、等)を変えるように構成される。ディスプレイ画像の特徴には、寸法、形状、倍率、位置、動き、色、方位、等を含めることができる。
Continuing with reference to FIG. 2B, the
図2Cは図2Bのディスプレイシステム11の、ただし透明カバーシート80がない、上面図であり、図2Dは同じであるが、透明カバーシートを含む、上面図である。透明カバーシート80は、光68の可視波長において透明である、ガラス、セラミックまたはガラス−セラミックでつくることができる。透明カバーシート80のための一例のガラスは、米国ニューヨーク州コーニング(Corning)のコーニング社(Corning Inc.)のGorillaガラスである。透明カバーシート80は、透明ガラスシートの下でディスプレイシステム11の外端85近くにある光偏向素子86及びその他のいずれのコンポーネントをユーザ100(図2B)に見えなくするために遮蔽するように、外端85に隣接する不透明カバー(ベゼル)88を有することができる。図2Dには図示を容易にするために不透明カバー88の一部だけが示されている。一例において、不透明カバー88は、少なくとも可視光を遮断するためにはたらき、ディスプレイシステム11のいくらかの領域をユーザ100に見えるままにしておくように構成された、いずれかのタイプの光遮断部材、ベゼル、フィルム、塗料、ガラス、コンポーネント、材料、表面模様、構造、等とすることができる。
2C is a top view of the
図3Aは、上で論じたように、光源54L及び光検出器54Dを有するセンサヘッド54Hを有する、近接センサ54の一例の拡大大観図である。システム10のそれぞれの近接センサヘッド54Hは、少なくともある程度はフレックス回路50によって支持されるような、電気配線56によってマイクロコントローラ16に電気的に接続される。光源54Lの例には、LED、レーザダイオード、光ファイバベースレーザ、面光源、点光源、等がある。光検出器54Dは、フォトダイオードアレイ、大面積光センサ、リニア光センサ、フォトダイオードの集合体またはアレイ、CMOS検出器、CCDカメラ、等とすることができる。一例の近接センサヘッド54Hは、850nm光源54Lを用い、光検出器54Dには高リニア光センサを用いる、OSRAM近接センサヘッド、タイプSFH7773である。一例において、近接センサ54は光源54L及び光検出器54Dを有する必要はなく、いくつかの実施形態においてこれらのコンポーネントは相互に分離され、それでも目的の機能を果たすことができる。
FIG. 3A is an enlarged macro view of an example of a
図3Aは光源54L及び光検出器54Dの上方にある一例の光偏向素子86も示す。光偏向素子86は(図3Aには示されていない)透明カバーシート80の下面84上に配置されていることを想起されたい。一例において、光源54Lは光55を光偏向素子86に向けて放射し、光偏向素子86はこの光を偏向光55Rとして光検出器54Dに向けて戻す。近接センサヘッド54H及び光偏向素子86は、光偏向素子が第1の離隔及び第1の方位にあるときに偏向光55Rが光検出器54Dの第1の面積a1をカバーする(図3B)ように構成される。さらに光偏向素子86が第2の離隔(及び/または第2の方位)にあるときに、偏向光は光検出器の第2の面積a2をカバーする(図3C)。これは検出器(力)信号SFが光偏向素子86の位置及び/または方位によって変化することを意味する。
FIG. 3A also shows an example
図4A及び4Bは、透明カバーシート80及び隣接する静電容量方式タッチスクリーン70を近接センサ54の1つとともに示す、ディスプレイシステム11の縁端領域の拡大側面図である。図4Aにおいて、タッチイベントはなく、ディスプレイシステム11にユーザ100による力は全くかけられていない。この場合、光源54Lからの光は光偏向素子86で偏向して、光検出器54Dのある領域(面積)をカバーする。これが、例として検出器面積全体をカバーする、太い黒線で表される55Rとして示される。
4A and 4B are enlarged side views of the edge region of the
図4Bは、タッチイベントTEを生じさせるためにタッチ具(指)20がタッチ位置TLにおいて透明カバーシート80上に押し当てられている、一例の実施形態を示す。タッチイベントTEにともなう力FTが透明カバーシート80を撓ませる。この撓みが光偏向素子86を移動させるようにはたらき、特に、光偏向素子を近接センサ54に近づけ、いくつかの場合には若干回転させる。これは、続いて、異なる量の偏向光が光検出器54Dの受光面上に当たるように、偏向光55Rの光路を光検出器に対して変化させる。これが、光検出器54Dに対して変位されている偏向光55Rの広がりを表す太い黒線で簡略に示される。光検出器54Dによって検出される偏向光55Rの量の変化は検出器(力)信号SFの変化で表される。
FIG. 4B shows an example embodiment in which the touch tool (finger) 20 is pressed onto the
透明カバーシート80の撓みが光源54Lと光検出器54Dの間の距離を変え、この距離の変化が光検出器において検出される放射照度の変化を生じさせ得ることにも注意されたい。また一例において、光検出器54Dは放射照度分布を、また透明カバーシート80の変位によって生じるような、放射照度分布に対する変化も、検出することができる。放射照度分布は、例えば、検出器面積にかけて移動する比較的小さな光点とすることができ、光点の位置が変位の大きさ、したがってタッチ力FTの大きさと相関される。別の例において、放射照度分布は光散乱によるようなパターンを有し、散乱パターンは透明カバーシートが変位するにしたがって変化する。
It should also be noted that the deflection of the
図4C及び4Dに示される別の実施形態において、近接検出器ヘッド54Hは透明カバーシート80の下面84上にあり、光偏向素子は、例えば、フレックス回路50の上面52上にある。この別の実施形態においても、フレックス回路50の電気配線56は近接センサヘッド54Hに接続される。
In another embodiment shown in FIGS. 4C and 4D, the
別の実施形態例において、透明カバーシート80,静電容量方式タッチスクリーン70及びディスプレイ60は接合される。この場合、近接センサ54をディスプレイ60に対して動作可能な態様で配置することができ、近接センサヘッド54Hまたは光偏向素子86をディスプレイの上面62上に動作可能な態様で配置することができる。
In another example embodiment, the
近接センサ54の多くの様々な例に関してタッチスクリーンシステム12の光学方式力センシングシステム14を上で説明したが、近接センサ54を改変することで他の光センシング手段を用いることができる。例えば、光を反射するのではなく、光を回折する回折格子を有する反射部材86を用い、回折光が光検出器54Dによって検出される、近接センサ54を構成することができる。
Although the optical
さらに、光は、スペクトル帯内の光の様々な波長を検出することができ、透明カバーシート80の与えられた変位の大きさ(したがって、透明カバーシート80に印加されたタッチ力FTの大きさ)に関係付けることができるような、スペクトル帯域幅を有することができる。光源54Lは透明カバーシート80の下面84上にある導波路に光を注入することもできる。光偏向素子86は導波光を引き出すように構成された導波路回折格子とすることができ、出力光は光検出器54Dに進み、透明カバーシートの変位に依存して異なる量または異なる位置で光検出器54Dに入射する。
Furthermore, light may detect various wavelengths of light in the spectral band, the size of the given
別の実施形態において、近接検出器54は、光検出器に基準波形を与えるビームスプリッタを光路に挿入することで、マイクロ干渉計として構成することができる。コヒーレント光源54Lを用いれば、基準波形と光偏向素子86からの反射波形が光検出器54Dにおいて干渉することができる。次いで、タッチ力FTによる透明カバーシートの変位を確立するために、干渉縞パターン(放射照度分布)の変化を用いることができる。
In another embodiment,
また一例において、近接センサ54はファブリ−ペロキャビティを定めるように構成することができ、透明カバーシート80の変位が、変位を生じさせるために用いられた印加タッチ力FTの大きさに相関させることができる、ファブリ−ペロキャビティのフィネスに変化を生じさせる。これは、例えば、反射部材86に対して動作可能な態様で配された第2の部分反射窓(図示せず)を付加することで達成することができる。
In one example, the
近接センサヘッド54H及び対応する反射部材86は、タッチ力FTの大きさの変化の結果、透明カバーシート80の変位による力信号SFの変化が生じるように、構成される。一方、静電容量方式タッチスクリーン70は、既知の静電容量方式センシング手段によって検出されるようなタッチ力FTに関係付けられる、タッチイベントTEの(x,y)タッチ位置TLを表す位置信号SLをマイクロコントローラ16に送る。したがって、マイクロコントローラ16はタッチ位置TLにおいて与えられるタッチ力FTの大きさを表す力信号SFを、またタッチ位置TLの(x,y)位置を表す位置信号SLも、受け取る。一例において、異なる近接センサ54からの複数の力信号SFがマイクロコントローラ16によって受け取られて、処理される。
一例において、力信号SFに対して与えられた値(例えば、電圧)が力の大きさに対応するように、マイクロコントローラ16が較正される。マイクロコントローラの較正は、(光検出器54D上に入射する強度または放射照度の変化による)力信号の変化を測定し、測定値を1つ以上のタッチ位置TLにおいて印加された既知のタッチ力FTの大きさと関係付けることで実施することができる。すなわち、印加されたタッチ力FTと力信号の間の関係を、ディスプレイシステムまたはタッチスクリーンプロセスの較正プロセスの一環として経験的に確立することができる。
In one example, the
また一例において、近接センサ54をゼロ点規正するためにタッチイベントTEの発生を用いることができる。これは、異なる近接センサ54を異なってはたらかせるであろういかなる温度差に対してもセンサを補償するために行うことができる。
In one example, the occurrence of a touch event TE can be used to zero the
マイクロコントローラ16は、以下で説明されるように、タッチスクリーンシステム10の動作を制御するように、また、(例えば、ディスプレイ11に対する付帯動作を有するイベントオブジェクトのための)ディスプレイ機能を生成するために力信号SF及び位置信号SLの処理も行うように、構成される。いくつかの実施形態において、マイクロコントローラ16は、全てが動作可能な態様で、例えば、マザーボード上に配置されているか、あるいは1つの集積回路チップまたは構造に集積化されている(図示せず)、プロセッサ19a,メモリ19b、デバイスドライバ19c及びインターフェース回路19d(図4A,4B参照)を有する。
The
一例において、マイクロコントローラ16はファームウエア及び/またはソフトウエア(図示せず)に格納された命令を実行するように構成されるか、そうではなくとも適合される。一例において、マイクロコントローラ16は、タッチスクリーンシステム10の動作及び、圧力または力の相対的大きさ及び/または透明カバーシート80の変位を、またタッチイベントTEのタッチ位置も、測定するために必要ないかなる信号処理も含む、本明細書に説明される機能を実施するようにプログラムすることができる。本明細書に用いられるように、術語「マイクロコントローラ」は技術上コンピュータと称されるような集積回路だけに限定されず、広く、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途集積回路及びその他のプログラマブル回路を、またこれらの組合せも、指し、これらの術語は互換で用いられ得る。
In one example, the
一例において、マイクロコントローラ16は本明細書に開示されるタッチスクリーンシステム10の機能及び動作を実施するかまたは実施に役立つように構成されたソフトウエアを含む。ソフトウエアはマイクロコントローラ16に、その内部を含めて(例えば、プロセッサ19aに)動作可能な態様でインストールすることができる。ソフトウエア機能には、実行可能なコードを含む、プログラミングを含めることができ、そのような機能は本明細書に開示される方法を実施するために用いることができる。
In one example, the
そのようなソフトウエアコードはマイクロプロセッサによる実行が可能である。動作において、コード及びおそらくは関連するデータレコードが、汎用コンピュータプラットフォーム内、プロセッサユニット内、またはローカルメモリに格納される。しかし、場合によっては、ソフトウエアを、他の場所に格納する、及び/または適切な汎用コンピュータシステムにロードするために転送することができる。したがって、本明細書に論じられる実施形態は少なくとも1つの機械読取可能媒体によって運ばれる1つ以上のコードモジュールの形態にある1つ以上のソフトウエア製品を含む。コンピュータシステムのプロセッサによるかまたはプロセッサユニットによるそのようなコードの実行は、基本的に本明細書に論じられ、示される実施形態において実施される態様で、カタログ及び/またはソフトウエアのダウンロード機能のプラットフォームによる実施を可能にする。 Such software code can be executed by a microprocessor. In operation, code and possibly associated data records are stored in a general purpose computer platform, in a processor unit, or in local memory. However, in some cases, the software can be stored elsewhere and / or transferred for loading into a suitable general purpose computer system. Accordingly, the embodiments discussed herein include one or more software products in the form of one or more code modules carried by at least one machine-readable medium. Execution of such code by a processor of a computer system or by a processor unit is essentially a platform discussed in this specification and implemented in the illustrated embodiment, in a catalog and / or software download function platform. Enables implementation by
図3Aを再び参照すれば、マイクロコントローラ16は光源信号S1によって光源54Lを制御し、また光検出器54Dから検出器信号SFを受け取って処理する。検出器信号SFは前述した力信号と同じであり、よって、以降は力信号と称される。複数の近接センサ54とマイクロコントローラ16を、前述した複数の電気配線56によって動作可能な態様で接続することができ、光学方式力センシングシステム14の一環と見なすことができる。すなわち、静電容量方式タッチスクリーン12及び1つ以上の近接センサ54のいずれもがマイクロコントローラ16に電気的に接続されて、位置信号SL及び力信号SFをマイクロコントローラに与える。
Referring again to FIG. 3A, the
タッチスクリーンシステム10の一例の実施形態において、それぞれの力信号SFは選ばれた範囲の、例えば0〜255にわたる、カウント値を有する。一例において、0のカウント値は透明カバーシート80(またはその上の光偏向素子86)に接触している近接センサヘッド54Hを表し、255のカウント値は光偏向素子が近接センサヘッドから十分に離れている状況を表す。較正中、タッチスクリーンシステム10に力が印加されていない場合の近接センサ54からの読み値αが、指定された大きな値のタッチ力FTに対するセンサ読み値βとともに記録される。
In one example embodiment of the
下式は、力信号SFによって表されるデータが与えられた近接センサに対してどのように規格化されるかを、また他の近接センサにどのように適用されるかも、示す。規格化因子Nは:
N=[αA−A]/[αA−βA]・100
で与えられる。ここで、Aは力信号SFに対する近接センサデータ、αは力FTがかかっていない場合の近接センサ読み値、βは力FTが最大の時の近接センサ読み値である。
The following equation also shows how the data represented by the force signal SF is normalized for a given proximity sensor and how it applies to other proximity sensors. Normalization factor N is:
N = [α A −A] / [α A −β A ] · 100
Given in. Here, A is the proximity sensor data to a force signal SF, alpha proximity sensor readings when no force is applied F T, beta is the force F T is the proximity sensor reading at the maximum.
次いで、規格化された近接センサ54の全てに対するデータの平均がとられる。さらに、データを平滑化するため、最近の3つの平均値をとることによるローリング平均工程が用いられる。下の表1はこの概念を示すに役立ち、‘Ac#n’は「アレイ列#n」を表し、‘AVGR’は異なる時刻Tに対する「移動平均」を表す。開示時点において、空白の3列アレイがマイクロコントローラ16によって初期化され、値は入っていない。第1の時点中に、第1列(AC#1)に(P1で示される)全ての規格化されたセンサの平均が入る。次の時点において、P1に対するデータが第2列(AC#2)に移動され、AC#1は(P2で示される)第2の時点における全ての規格化されたセンサの平均で置き換えられる。
The data for all normalized
このプロセスがそれぞれの時点について持続する。最終値として3列のデータの平均がとられ、様々な用途のためにソフトウエアによってアクセスされる。アレイからのローリング平均は全ての列が埋められるまで無視される。パラメータPは:
P=規格化されたセンサデータ=規格化されたA+規格化されたB
+規格化されたC+規格化されたD
で与えられる。AVGRに対する値は、スワイプ時に線の形態のディスプレイ画像の幅を修正するために、マイクロコントローラ16内のカスタム作図プログラムにおいて用いられる。スワイプ中、ある量の力FTが印加されると、線の幅が増加する。印加される力が小さいと、線幅は減じられる。
This process continues for each point in time. The final value is averaged over three columns of data and accessed by software for various uses. The rolling average from the array is ignored until all columns are filled. Parameter P is:
P = standardized sensor data = standardized A + standardized B
+ Standardized C + standardized D
Given in. Value for AVG R, in order to modify the width of the line in the form of a display image during a swipe, is used in the custom drawing program in the
本開示の実施形態例において、タッチイベントTEにともない、ある大きさのタッチ圧力またはタッチ力(圧力=FT/面積)がタッチ位置TLにおいて印加される。本開示の態様は、透明カバーシート80の変位の関数としての印加力FTの相対的な大きさを含む、タッチイベントTEの発生のセンシングに向けられる。変位(または時間の経過にわたる複数の変位)の時間推移及び、したがって、タッチ力FTの時間推移も決定することができる。
In the exemplary embodiment of the present disclosure, a certain amount of touch pressure or touch force (pressure = F T / area) is applied at the touch position TL in accordance with the touch event TE. Aspects of the present disclosure includes the relative magnitude of the applied force F T as a function of the displacement of the
すなわち、タッチ力FTの大きさも時間推移も、透明カバーシート80の撓みの大きさに基づいて近接センサ及びマイクロコントローラ16によって数量化される。力信号SFを平滑化する(例えば、フィルタリングする)、雑音を除去する及び力データを規格化するために、マイクロコントローラ16内のソフトウエアアルゴリズムが用いられる。このようにすれば、印加力FTを、システム10のグラフィカルユーザインターフェース(GUI)上のグラフィックオブジェクトの特性を操作するために位置情報と組み合わせて用いることができ、制御アプリケーションのために用いることもできる。単指イベント及び多指イベントのいずれをもモニタすることができる。力信号SFに埋め込まれた力情報を、とりわけ、選択、強調表示、スクロール、ズーム、回転及びパン、等のような、様々な動作をシステム10に実施させるために、軽打(タップ)、つまみ、回転、スワイプ、パン及び長押し動作のような、他のジェスチャベース制御の代わりに、またはこれらとともに、用いることができる。
That is, even the size change over time of the touch force F T is also quantified by the proximity sensor and the
例えば、図5A及び5Bを参照すれば、ズームベースイベントに対し、圧力(すなわち、力FT)を含む単指イベントTEを、図示される家屋画像200のような、画像にズームインするために用いることができる。図5Bはズームインされた(高倍率)画像200を示す。図5Aに差し込まれたグラフは画像倍率が印加力FTにしたがってどのように変わり得るかの一例を示す。ズームアウトするには、別々の二本指イベントを用いることができ、圧力が減じられるとズームアウトする。ここでのタッチと力の組合せは、ズームをリセットするために力の減少を用いることができるから、有用である。この場合、ユーザはズームインするために単指による力で押し、次いで、ズームアウトしたければ別の指をタッチ面に当てて力FTの大きさを変える。
For example, referring to FIGS. 5A and 5B, for a zoom-based event, a single finger event TE that includes pressure (ie, force F T ) is used to zoom in on an image, such as the
別の例において、システム10は、等価な機能に対して高速応答を可能にするため、長押しタッチのような、遅延ベース制御を置き換える。ディスプレイ画像200の特徴を変えるため、例えば作図アプリケーションにおいて、線の幅を修正するため、または使用中にブラシサイズ(すなわち、ペイントブラシサイズ、消しゴムサイズ)を変えるためにタッチ力FTを用いることができる。画像ベースアプリケーションに対し、写真を明るくする/暗くするかまたはコントラストを調節するために、力信号SFからの力情報を用いることができる。上で論じたように、画像アプリケーションまたはマッププログラムにおいて、力データは、パン中の画像の移動速度を、またはズーム機能中の画像拡大/縮小速度を、与えることができる。
In another example, the
ある動作(すなわち、ロック、ピン、クロップ)を実施するため、タッチベースデータを別のユーザジェスチャ(すなわち、ピンチ及びズーム)とともに用いることができる。ディスプレイ画像(例えば、グラフィックオブジェクト)を(表から裏に)反転させるかまたは選ばれた大きさだけ、例えば90°、回転させるために、タッチスクリーンの強押し(すなわち、比較的大きなタッチ力FT)を用いることができる。図6A及び6Bを参照すれば、書籍画像200の複数のページを一度にめくるため、かなりのタッチ力FTによるタッチイベントTEをスワイプジェスチャSWとともに用いることができる。スクロールイベント中の速度制御として力データを用いることができる。ゲームアプリケーションは、与えられたグラフィックオブジェクトまたは動作(例えば、コルフスイング、バットスイング、レース加速、等)に対する動作または速度のレベルの設定への有用性を見いだすであろう。図7に示されるように、メニューリスト210のサブメニューを開くためまたはリストをスクロールするために、力データを用いることができる。
Touch-based data can be used with another user gesture (ie pinch and zoom) to perform some action (ie lock, pin, crop). To invert the display image (eg, graphic object) (from front to back) or rotate it by a selected amount, eg, 90 °, a strong press on the touch screen (ie, a relatively large touch force F T ) Can be used. Referring to FIGS. 6A and 6B, for turning a plurality of pages of
図8Aはスクロールバー220を示し、スクロール位置に対応するタッチ位置において大きくなっていくタッチ力FTの印加が、未タッチスクロールバー(1)、初めに軽くタッチされたスクロールバー(2)及び力強く押されたスクロールバー(3)によって示されるように、スクロール速度を高める。図8Aの矢印は高められた移動率(速度)を示す。図8Bは、グラフィックオブジェクトが移動する速度を操作するために用いることができる、速度対圧力または力のグラフである。
Figure 8A shows a
図9A及び9Bは図8A及び8Bと同様であり、オブジェクトの1つの位置から別の位置への直接移動がなされ得るように印加タッチ力FTをスクロール位置の関数として離散化することができる、一例の実施形態を示す。 9A and 9B are similar to FIGS. 8A and 8B, it is possible to discretize the applied touch force F T as a direct movement to another from one position of the object can be made as a function of the scroll position, 1 illustrates an example embodiment.
図10A及び10Bは、線の形態のグラフィック画像が、線幅を広げるために線の一端におけるタッチ位置TLにおいてタッチ力FTによってスワイプされる(SW)、一例の実施形態を示す。 FIGS. 10A and 10B show an example embodiment where a graphic image in the form of a line is swiped (SW) by a touch force FT at a touch position TL at one end of the line to increase the line width.
図11は、タッチスクリーンシステム10上の1つ以上のタッチ位置(TL)におけるタッチ力の賢明な印加によってグラフィックオブジェクト200が視野(FOV)にわたってどのようにパンされ得るかを示す、ディスプレイシステム11の機能の別の例である。電子ドキュメント(すなわち、マップ、画像、等)のFOV内でFOV中心から離れた領域を、画像をその方向に移動させるために、押すことができる。押す力を強めるほど、画像は益々早くその方向に移動する。主要な方向は、矢印に示されるように、上、下、左または右であろう。
FIG. 11 shows how the
図12は、ユーザが、方向を定めるために選ばれたタッチ位置TLにタッチし、オブジェクトの回転ラックを形成している様々なグラフィックオブジェクトの回転速度を高めるために圧力を印加することができる、回転ラックアプリケーションを示す。 FIG. 12 shows that the user can touch the selected touch position TL to determine the direction and apply pressure to increase the rotational speed of the various graphic objects forming the rotating rack of objects. Shows carousel application.
いくつかの場合に、用いられ得る最大タッチ力Fがあるであろう。最大タッチ力をこえるのではなく、一例において、与えられた時間内にタッチ具20が力を込めて複数回押す、ポンピング動作またはパルシング動作を用いることができる。このオプションは、ユーザが最大力印加時よりかなり高速でズームイン/アウトしたいであろう、ゲームのようなアプリケーションのために、または衛星画像において、有用であり得る。
In some cases there will be a maximum touch force F that can be used. Rather than exceeding the maximum touch force, in one example, a pumping action or a pulsing action can be used in which the
図13は、未知のサイズの大量のデータを圧力センシング手法の制限無しにトラバースするための、タッチ位置TLにおけるポンピング動作またはパルシング動作の使用を簡略に示す。(速度ではなく)運動変換(motion translation)に直接圧力が必要とされる場合、ユーザはパルシング動作またはポンピング動作を用いて圧力を交互に増減することができる。このようにすれば、減じていく圧力は無視され、ユーザは単に圧力を印加しないことでインタラクションを終えることができる。この例において、ユーザはサイズ変更倍率を高めるため、直接圧力の精度を失うことなくより大きな倍率を与えることができる。 FIG. 13 briefly illustrates the use of a pumping or pulsing operation at the touch location TL to traverse large amounts of data of unknown size without the limitations of pressure sensing techniques. If pressure is required directly for motion translation (rather than speed), the user can alternately increase or decrease the pressure using a pulsing or pumping action. In this way, the decreasing pressure is ignored and the user can end the interaction simply by not applying the pressure. In this example, the user can increase the resizing magnification, and therefore can give a larger magnification without losing direct pressure accuracy.
特定の態様及び特徴を参照して実施形態を本明細書で説明したが、これらの実施形態が望ましい原理及び応用の例示に過ぎないことは当然である。したがって、添付される特許請求の範囲の精神及び範囲を逸脱することなく、例示実施形態に数多くの改変がなされ得ること及び他の構成が案出され得ることは当然である。 Although embodiments have been described herein with reference to specific aspects and features, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the desired principles and applications. Thus, it will be appreciated that numerous modifications may be made to the exemplary embodiments and other arrangements may be devised without departing from the spirit and scope of the appended claims.
10 タッチスクリーンシステム
11 ディスプレイシステム
12 静電容量方式タッチスクリーンシステム
13 ディスプレイアセンブリ
14 光学方式力センシングシステム
15,16 マイクロコントローラ
18 電池
19a プロセッサ
19b メモリ
19c デバイスドライバ
19d インターフェース回路
20 タッチ具
30 フレーム
32 フレーム側壁
33 フレーム側壁上端
34 フレーム底壁
36 開放内室
50 フレックス回路
52 フレックス回路上面
53 フレックス回路縁端
54 近接センサ
54D 光検出器
54H 近接センサヘッド
54L 光源
55,68 光
55R 偏向光
56,76 電気配線(結線)
60 ディスプレイ
61 ディスプレイコントローラ
62 ディスプレイ上面
64 ディスプレイ下面
65 ディスプレイ外端
66 間隔保持素子(スペーサ)
67 空隙
70 静電容量方式タッチスクリーン
72 静電容量方式タッチスクリーン上面
74 静電容量方式タッチスクリーン下面
80 透明カバーシート
82 透明カバーシート上面
84 透明カバーシート下面
85 透明カバーシート外端
86 光偏向素子
88 不透明カバー(ベゼル)
100 見る人
200 ディスプレイ画像
210 メニューリスト
220 スクロールバー
FT タッチ力
S1 光源信号
SF 力センシング信号(力信号)
SL 位置センシング信号(位置信号)
TE タッチイベント
TL タッチ位置
DESCRIPTION OF
60
67
100
SL Position sensing signal (position signal)
TE touch event TL touch position
Claims (9)
タッチ位置を検知して前記タッチイベントに対するタッチ位置を表す位置信号を発生するように構成された、静電容量方式タッチシステム、
前記静電容量方式タッチシステムに対して動作可能な態様で配置された、前記タッチ位置において印加されたタッチ力を光学的に検出して前記タッチ位置において印加された前記タッチ力を表す力信号を発生するように構成された、光学方式力センシングシステム、及び
前記静電容量方式タッチシステム及び前記光学方式力センシングシステムに電気的に接続されたマイクロコントローラ、前記マイクロコントローラは前記力信号及び前記位置信号を受け取り、前記力信号及び前記位置信号に基づいて前記表示画像の特徴を変更する、
を備えることを特徴とするタッチスクリーンシステム。 In a touch screen system for displaying a display image and detecting a touch event,
A capacitive touch system configured to detect a touch position and generate a position signal representing the touch position with respect to the touch event;
A force signal that is arranged in an operable manner with respect to the capacitive touch system and optically detects a touch force applied at the touch position and represents the touch force applied at the touch position. An optical force sensing system configured to generate, and a microcontroller electrically connected to the capacitive touch system and the optical force sensing system, wherein the microcontroller is the force signal and the position signal. And changing the characteristics of the display image based on the force signal and the position signal,
A touch screen system comprising:
前記光学方式近接センサのそれぞれが、
前記透明カバーシートの下面上に配置された光偏向素子と、
前記光偏向素子と光が通じている光源及び光検出器と、
を有し、前記光源は、前記光偏向素子で偏向されて前記光検出器によって検出される偏向光を形成する光を放射し、前記透明カバーシートの前記変位が、前記光検出器によって検出される前記偏向光の量を変える、
ことを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。 The optical force sensing system is at least one optical proximity sensor arranged in an operable manner with respect to the transparent cover sheet, the displacement of the transparent cover sheet due to the touch force applied at the touch position At least one optical proximity sensor configured to optically detect and generate the force signal in response thereto,
Each of the optical proximity sensors is
A light deflection element disposed on the lower surface of the transparent cover sheet;
A light source and a light detector that communicate with the light deflection element; and
The light source emits light that is deflected by the light deflection element to form deflected light that is detected by the photodetector, and the displacement of the transparent cover sheet is detected by the photodetector. Changing the amount of the deflected light,
The touch screen system according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のタッチスクリーンシステム、及び
前記ディスプレイ画像が前記タッチスクリーンシステムを通して見えるように、前記タッチスクリーンシステムに対して動作可能な態様で配置された、ディスプレイユニット、
を備えることを特徴とするディスプレイシステム。 In a display system for viewing display images,
The touch screen system according to claim 1 or 2, and a display unit arranged in an operable manner relative to the touch screen system so that the display image is visible through the touch screen system.
A display system comprising:
タッチ位置におけるタッチイベントの位置を静電容量方式で検知し、それに応答して、前記タッチイベント位置を表すタッチ信号を発生する工程と、
前記タッチイベントにともなうタッチ力を光学方式で検知し、それに応答して、前記タッチ力を表す少なくとも1つの力信号を発生する工程と、
前記表示される画像の前記少なくとも1つの特徴を変更するために前記タッチ信号及び前記少なくとも1つの力信号を処理する工程と、
を有してなり、
前記光学方式で検知する工程が、前記ディスプレイシステムの透明カバーシートの変位を光学方式で測定する工程を含む、
ことを特徴とする方法。 In a method for changing at least one characteristic of an image displayed on a display system,
Detecting the position of the touch event at the touch position by a capacitive method, and in response to generating a touch signal representing the touch event position;
Detecting a touch force associated with the touch event by an optical method, and generating at least one force signal representing the touch force in response thereto;
Processing the touch signal and the at least one force signal to change the at least one feature of the displayed image;
Having
The step of detecting by the optical method includes the step of measuring the displacement of the transparent cover sheet of the display system by an optical method.
A method characterized by that.
複数のページを有する電子ドキュメント画像、ここで、前記表示される画像の前記少なくとも1つの特徴の変更は前記ページの変更を含む、または
スクロール速度を有するスクロールバー、ここで、前記表示される画像の前記少なくとも1つの特徴の変更は前記スクロール速度の変更を含む、または
幅を有する線、ここで、前記表示される画像の前記少なくとも1つの特徴の変更は前記線の前記幅の変更を含む、
の内の1つを含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の方法。 The displayed image is
An electronic document image having a plurality of pages, wherein the change of the at least one characteristic of the displayed image includes a change of the page, or a scroll bar having a scrolling speed, wherein the display of the displayed image The change of the at least one feature includes a change of the scroll speed, or a line having a width, wherein the change of the at least one feature of the displayed image includes a change of the width of the line;
The method according to claim 5, comprising one of the following:
前記複数の光センサからの複数の力信号を規格化する工程、及び
2つ以上の時間枠に対して前記光センサのローリング平均をとる工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法。 The step of detecting the touch force by an optical method includes the step of measuring the displacement of the transparent cover sheet using a plurality of optical sensors, and the method includes:
Normalizing a plurality of force signals from the plurality of photosensors; and taking a rolling average of the photosensors over two or more time frames;
The method according to claim 5, further comprising:
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